DE2553181B2 - Kunststoff-Spritzgießaggregat mit einem Dosierkolben und einem Spritzkolben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Spritzgießaggregat entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der in der Zeitschrift »Der Plastverarbeiter« (1962), Heft 10, Seite 531, Fig. 17, beschriebenen Vorrichtung dieser Art ist der Heizzylinder mit einem Torpedo und einem Rückschlag-Kugelventil versehen, wobei der mit dem Heizzyiinder einstückig verbundene Ansatzkolben im Spritzzylinder geführt ist. Diese Konstruktion ermöglicht jedoch keine Stufenlose Regelung und ergibt auch keine gute Mischwirkung.

Aus der DE-AS 1088 704 ist weiter eine mit einem Schneckenkolben versehene Spritzgießmaschine bekannt, bei welcher das Austragsende der Förderschnecke mit dem Kolbenboden einen durch den Förderdruck der Schnecke geöffneten, beim Spritzen jedoch durch den Spritzdruck geschlossenen Ringspalt bildet, dessen Breite als Spiel eines auf der Schnekkenachse angeordneten Axiallagers einstellbar ist. An der kegeligen Ausnehmung des Kolbenbodens kann dabei eine Dichtungsleiste vorgesehen sein. Obgleich hierdurch die angestrebte Rückschlagsicherung erreicht wird, erlaubt die vorbekannte Spritzgießmaschine keine schnelle Dosierung und ist auch picht zur Verarbeitung von mit Fasern gefüllten Massen geeignet.

Während früher mit Spritzkolben arbeitende Spritzgießmaschinen vorherrschend waren, sind diese seit den sechziger Jahren weitgehend von den mit Schneckenkolben arbeitenden Spritzgießmaschinen \ erdrängt worden, die nicht nur eine bessere Mischwirkung ergeben und einen schnellen Färb- und Materialwechsel ermöglichen, sondern auch die stufenlose Regelung des Staudrucks, der Schneckendrehzahl und der Einspritzgeschwindigkeit erlauben. Da sich jedoch die verschiedenen Kunststoff- und Gummimassen aufgrund ihrer unterschiedlichen Verflüssigungstemperaturen und Wärmeleitfähigkeiten in ihrer Verarbeitbarkeit stark unterscheiden, ist es erforderlich, jeweils dem zu verarbeitenden Material angepaßte Spezialschnecken zu verwenden, die sich vor allem hinsichtlich der Kompression und der Länge der Einzugszone unterscheiden, wobei diese Faktoren gut aufeinander abgestimmt sein müssen.

Diese Schneckenkolben-Spritzgießmaschinen haben sich zwar für viele Zwecke durchaus bewährt, sind aber einerseits durch ihren komplizierten Aufbau relativ aufwendig und gestatten andererseits weder eine Veränderung der Kompression, noch eine schnelle Dosierung, noch die einwandfreie Verarbeitung von mit Fasern gefüllten Massen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoff-Spritzgießaggregat der eingangs genannten Art zu schaffen, das mit einfachen Mitteln unter weitgehender Beibehaltung der Vorteile der Srhneckenkolben-Spritzgießaggregate eine stufenlose Regelung der Kompression sowie ohne Aggregatwechsel die Verarbeitung von Elastomeren, Duroplasten und Thermoplasten sowie faserhaltigen Massen mit oder ohne Marmorierungseffekte ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Kunststoff-Spritzgießaggregat der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Spritzkolben eine Kompressionskammer aufweist, der Heizzyiinder einen in der Kompressionskammer des Spritzkolbens verschiebbaren Ansatzkolben trägt und die im Spritzkolben angeordneten Zuführkanäle über die Kompressionskammer mit den Zuführkanälen im Heizzylinder verbunden sind.

Das erfindungsgemäße Spritzgießaggregat vereinigt die technischen Vorteile des Schneckenkolbens mit denjenigen des Spritzkolbens, indem nicht nur ein guter Rühr- und Mischeffekt und ein schneller Farb- und Materialwechsel und eine stufenlose Regelung des Staudrucks und der Einspritzgeschwindigkeit und ein gestufter Spritzdruck, sondern gleichzeitig auch eine stufenlose Regelung der Kompression, eine schnelle Dosierung und ohne Wechsel des Aggregats die Verarbeitung thermoplastischer, duroplastischer und elastomerer Massen mit oder ohne stufenlos regelbare Marmorierungseffekte ermöglicht wird. Weiterhin können auch mit Glasfasern gefüllte Massen ohne Beeinträchtigung der Faserlänge verarbeitet werden. Das erfindungsgemäße Spritzgießaggregat eignet sich auch für schwer zu verarbeitende Massen,

einschließlich höchstmolekularer Polyäthylene. Diese Vielseitigkeit wird durch das aus Dosierkolben, Kompressionskolben und Spritzkolben gebildete Drei-Kolben-System, die Versetzbarkeit der Zuführkanäle relativ zueinander, die stufenlos regelbare Kompres- ϊ sion und die für eine Kolbenmaschine ungewöhnliche, stufenlose Regelbarkeit des Staudruckes erreicht.

Vorteilhafte -veitere Ausgestaltungen des Kunststoff-Spritzgießaggregats sind in den Unteransprüchen beschrieben. ^|(l

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des Kunststoff-Spritzgießaggregats unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. I eine teilweise geschnittene, schematische Seitenansicht des Spritzgießaggiegats, und i^r>

F i g. 2 vergrößerte, schematische Darstellungen des Kompressionskammerbereichs in verschiedenen Versetzungsstellungen der Zuführkanäle.

Das in Fig. 1 dargestellte Spritzgießaggregat besitzt einen Heizzylinder 2 mit einer Eintrittsöffnung, die -« mit einem aufgesetzten Fülltrichter 1 für daj in Granulatform zugeführte, zu verspritzende Material verbunden ist. Im Heizzylinder 2 ist ein Dosierkolben 3 mittels eines Hydraulikzylinders 14 verschiebbar geführt. Der Heizzylinder 2 trägt einen Ansatzkolben, y> der in einer Kompressionskammer eines Spritzkolbens 6 verschiebbar ist, der seinerseits in den Warteraum 7 eines Spritzzylinders 8 hineinragt. Der Heizzylinder 2, der Spritzkolben 6 und der Spritzzylinder 8 sind jeweils auf ihrer Umfangsfläche mit einer «> Heizwicklung versehen. Der Innenraum des Heizzylinders ist über Zuführkanäle 4 mit der Kompressionskammer verbunden, die ihrerseits, über im Spritzkolben 6 angeordnete Zuführkanäle 5 mit dem Warteraum 7 kommuniziert. r>

Das aus dem Fülltrichter 1 in den erwärmten Heizzylinder eingefallene Material wird darin plastifiziert und durch den Dosierkolben 3 über die Zuführkanäle 4, die Kompressionskammer und die Zuführkanäle 6 in den Warteraum 7 gedrückt (Fig. 2, ■»<> Abb. 1 und 2). Wenn der Warteraum 7 gefüllt ist, wird über einen nicht dargestellten Endschalter ein Hydraulikzylinder 9 betätigt, welcher das Düsenaggregat 10 gegen die nicht dargestellte Spritzform anlegt. Wenn die Düse an der Spritzform anliegt, wird r, durch einen Spritzzylinder 11 der Ansatzkolben des Heizzylinders 2 gegen die Anschlagfläche der im Spritzkolben 6 liegenden Kompressionskammer angedrückt (Fig. 2, Abb. 3) und dann durch den Spritzkolben 6 das plastifizierte Material in die Spritzform eingespritzt. Während des Einspritzens und der Nachdruckzeit übernimmt der in Fig. 2, Abb. 1 und 2 geöffnete Kompressions- und Mischspalt die Funktion der Rückstromsperre. Nach Beendigung des Nachdrucks zieht der Hydraulikzylinder 14 den Dosierkolben 3 zurück, so daß das Material für den nachfolgenden Spritzvorgang aus dem Fülltrichter 1 in den Heizzylinder 2 einfallen kann. Sobald dessen Innenraum gefüllt ist, drückt der Hydraulikzylinder 14 den Dosierkolben 3 vor, wobei der Druck des Materialflusses durch die Zuführkanäle 4 den Kompressionsspalt durch Rückwärtsverschieben des Heizzylinders 2 und des mit diesem verbundenen Hydraulikzylinders 14 gegen einen Exzenter 13 öffnet. Dieser kann je nach der Art und den Eigenschaften des zu verspritzenden Materials zweckentsprechend eingestellt werden, so daß bei kleiner Spaltbreite (Fig. 2, A b b. 2) eine hohe Kompression und bei großem Spalt (Fig. 2, Abb. 1) eine niedrige Kompression erzielt wird. Das plastifizierte Material wird unter weiterer Durchmischung durch den geöffneten Kompressionsspalt und die Zuführkanäle 5 unter Überwindung eines dem zu verarbeitenden Material entsprechend eingestellten Staudruckes im Spritzzylinder 11 in den Warteraum 7 gedrückt. Dabei wird gleichzeitig zwangsläufig der Spritzschlitten 12 zurückbewegt, so daß sich der vorstehend beschriebene Arbeitsgang nunmehr wiederholen kann.

Bei sehr zähflüssigen Materialien, beispielsweise höchstmolekularem Polyäthylen kann der Kompressionsspalt durch ein in Umfangsrichtung erfolgendes Versetzen der Zuführkanäle 4 und 5 unter Bildung eines glatten Durchflußkanals (Fig. 2, Abb. 4) ausgeschaltet werden. In dieser Stellung übernimmt der Dosierkolben 3 beim Einspritzen und während des Nachdrucks die Funktion der Rückstromsperre. Wenn bei der Erzeugung von Marmorierungen scharfe Konturen gewünscht werden, wird der Kompre3sionsspalt ebenfalls ausgeschaltet. Werden dagegen weiche oder schleierhafte Übergänge gewünscht, so wird der Kompressionsspalt entsprechend geöffnet, während die Zuführkanäle entsprechend versetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kunststoff-Spritzgießaggregat, mit einem Spritzzylinder, einem darin angeordneten, mit einer Düse verbundenen Warteraum, einem verschiebbar gelagerten Heizzylinder mit einer Eintrittsöffnung für das zu verspritzende Material, einem im Heizzylinder verschiebbar geführten Dosierkolben, einem am Heizzylinder angeordneten, im Spritzzylinder verschiebbar geführten Spritzkolben, vom Heizzylinder durch den Spiritzkolben zum Warteraum führenden Zuführkaniilen sowie hydraulischen oder mechanischen Antriebsvorrichtungen zum Verschieben des Heizzylinders bzw. des Dosierkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß:

a) der Spritzkolben (6) eine Kompressionskammer aufweist,

b) der Heizzyiinder (2) einen in der Kompressionskammer des Spritzkolbens (6) verschiebbaren Ansatzkolben trägt und

c) die im Spritzkolben (6) angeordneten Zuführkanäle (5) über die Kompressionskiimmer mit den Zuführkanälen (4) im Hefczylinder (2) verbunden sind.

2. Kunststott-Spritzgießaggregat nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Spritzkolben (6) angeordneten Zuführkanäle (5) gegenüber Λ:·ί Zuführkanälen (4) im Heizzyiinder (2) versetzt angeordnet sind.

3. Kunststoff-Spritzgießaggregat nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführkanäle (5) im Spritz*olben (6) mit den Zuführkanälen (4) im Heizzyiinder (2) über einen zwischen dem Ansatzkolben und der Anschlagfläche der Kompressionskammer liegenden Scherspalt verbunden sind.

4. Kunststoff-Spritzgießaggregat nach Patentanspruch 3, gekennzeichnet durch eine die Verschiebung des Heizzylinders (2) gegenüber dem Spritzkolben (6) begrenzende Vorrichtung zur stufenlosen Einstellung der Breite des Scherspaltes.